Software Systems Architecture Design

2022/2023

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

5

ECTS credits

Delivered at:

Joint Department with MERA Group (Faculty of Informatics, Mathematics, and Computer Science (HSE Nizhny Novgorod))

Course type:

Compulsory course

When:

3 year, 3, 4 module

Instructor

Башев Владимир Николаевич

Программа дисциплины

Аннотация

В курсе описаны принципы построения операционных систем для встраиваемых систем. Встраиваемая система предназначена для решения одной или нескольких заранее определенных задач в конкретной предметной области. Например, интернет вещей (IoT), робототехники, умный дом, автомобильных систем, машиностроении, станки с ЧПУ, 3D печать и т.п. Курс затрагивает проблематику в области построения современных операционных систем и возможные пути её разрешения, используя технологический стандарт АОМК (ACOM), на котором построена запатентованная отечественная архитектура ОС не имеющая аналогов в мире. Курс учит работе с техническими спецификациями (datasheet) к микроконтроллерам (MCU), микропроцессорам (CPU), систем на кристалле (SoC) и программированию «голого железа» (bare metal). Теоретическая и практическая части состоят из двух разделов: Технология АОМК и Архитектура ОС. Лекции содержат базовые понятия, фундаментальные принципы построения операционных систем и применяемых технологий. Практические занятия помогают применить теоретические знания, приобретенные в рамках курса, при решении конкретных задач и получить оценку(баллы) за выполненные работы.

Цель освоения дисциплины

• Дать специалисту основные знания об архитектуре ОС.
• Формирование практических навыков построения ОС используя компонентный подход

Планируемые результаты обучения

• Создавать решения используя основные подходы проектирования ОС
• Создавать компоненты для решения как системных так и прикладных задач
• Применять алгоритмы для решения определенных задач
• Применять навыки работы с технической документацией при разработке новых решений
• Применять технологический стандарт АОМК для разработки ПО

Содержание учебной дисциплины

• Введение
• Компоненты и интерфейсы.
• Интерфейс IEcoUnknown, UGUID
• Повторная применяемость, Обратный вызов, Фабрика
• Маршалинг
• Микроядро
• Загрузчик
• Интерфейсная шина
• Планировщик
• Объекты синхронизации
• Менеджер памяти
• Файловый менеджер
• Прерывания
• Драйвер

Элементы контроля

• Лабораторная работа 1
  Необходимо согласно из приведенного списка заданий, создать новый компонент для калькулятора, который реализует методы интерфейса.
• Лабораторная работа 2
  Необходимо в ранее созданный компонент для калькулятора, включить компонент реализующий функции сложения и вычитания.
• Лабораторная работа 3
  Необходимо в ранее созданный компонент для калькулятора, добавить точки подключения с обратным интерфейсом.
• Лабораторная работа 4
  Необходимо согласно из приведенного списка заданий, провести исследование, создать новый компонент для заданной архитектуры (x86, AVR, ARM, MIPS, RISC-V) и платформы Eco OS, Windows OS, Linux OS.
• Лабораторная работа 5
  Необходимо разработать драйвер-компонент для заданной архитектуры (x86, AVR, ARM, MIPS, RISC-V) и платформы Eco OS.
• Устный ответ на вопросы из билетов

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 4 модуль
  0.01 * Лабораторная работа 2 + 0.08 * Лабораторная работа 1 + 0.01 * Лабораторная работа 5 + 0.8 * Устный ответ на вопросы из билетов + 0.09 * Лабораторная работа 4 + 0.01 * Лабораторная работа 3

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Современные операционные системы, 2-е изд., 1038 с., Таненбаум, Э., 2005
• Таненбаум Э. - Современные операционные системы. 3-е изд. - 978-5-496-00301-8 - Санкт-Петербург: Питер - 2013 - 344100 - https://ibooks.ru/bookshelf/344100/reading - iBOOKS
• Таненбаум Э., Остин Т. - Архитектура компьютера 6-е изд. - 978-5-4461-1103-9 - Санкт-Петербург: Питер - 2020 - 361850 - https://ibooks.ru/bookshelf/361850/reading - iBOOKS

Рекомендуемая дополнительная литература

• Таненбаум Эндрю С, Вудхалл Альберт С. - Операционные системы. Разработка и реализация (+СD). Классика CS. 3-е изд. - 978-5-469-01403-4 - Санкт-Петербург: Питер - 2007 - 339939 - https://ibooks.ru/bookshelf/339939/reading - iBOOKS